Wpływ wyższych harmonicznych napięcia zasilającego na rozkład temperatury silnika synchronicznego z magnesami trwałymi

• Autorzy: Lipiński S. , Zawilak J.

Warianty tytułu

EN

Influence of voltage harmonic distortion on temperature distribution in line-start permanent magnet synchronous motor

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Silniki synchroniczne wzbudzane magnesami trwałymi o rozruchu bezpośrednim (LSPMSM) są wysoko sprawną alternatywą dla silników indukcyjnych. Wobec tego muszą one być projektowane z uwzględnieniem podobnych narażeń jak maszyny asynchroniczne. Jednym z takich narażeń jest praca przy zasilaniu napięciem odkształconym zawierającym wyższe harmoniczne. Dotychczasowe prace dotyczące wpływu odkształceń napięcia zasilającego na silniki indukcyjne pokazują, że prowadzą one do wzrostu strat i temperatur w maszynie. Ze względu na podobną konstrukcję, analogiczne zjawiska występują także w silnikach synchronicznych wzbudzanych magnesami trwałymi o rozruchu bezpośrednim. Na podstawie normy IEC 61000-2-2:2002 i IEC 61000-2-4:2002 zaprezentowano wpływ wyższych harmonicznych w napięciu zasilającym na temperaturę pracy silnika LSPMSM o mocy 1900 W oraz napięciu 400 V. Rozpatrywano przy tym pracę ustaloną silnika poddanego stałemu obciążeniu i wykorzystano model numeryczny sprzęgający dwukierunkowo pole elektromagnetyczne i cieplne.

EN

Line-Start Permanent Magnet Synchronous Motors (LSPMSM) are high-efficient substitute for induction motors. Therefore they have to designed regarding the same exposures like asynchronous motors. One of such exposal is operation with distorted power supply voltage. Foregoing papers concerning influence of the voltage distortion on induction motors show that higher harmonics lead to increased temperature of the machine. Because of similar construction such phenomenon occurs also in LSPMSM. According to standards IEC 61000-2-2:2002 and IEC 61000-2-4:2002 presented influence of harmonics in power supply voltage during steady state operation with constant load equal to 1900 W and fed with voltage 400 V. Two-way coupled electromagnetic and thermal model was used in numerical analysis.

Słowa kluczowe

PL

silniki synchroniczne; magnesy trwałe; rozruch bezpośredni; analiza numeryczna; odkształcenie napięcia; pomiar temperatury

EN

synchronous motors; permanent magnets; line start; voltage distortion; numerical analysis; temperature measurement

• Wydawca: Wydawnictwo "Druk-Art" SC
• Czasopismo: Napędy i Sterowanie
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 19, nr 10
• Strony: 102--107
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., fot., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Lipiński S.

• Politechnika Wrocławska

autor

Zawilak J.

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] Zawilak J., Zawilak T.: Energooszczędne silniki synchroniczne z magnesami trwałymi. „Napędy i Sterowanie” 2/2014.
• [2] Zawilak J., Zawilak T.: Energooszczędne silniki synchroniczne dużej mocy wzbudzane magnesami trwałymi. „Przegląd Elektrotechniczny” 10/2015.
• [3] Kisielewski P., Pacholski E., Leśnik M., Zawilak T., Zawilak J., Żeleźnik M.: Konstrukcja, wykonanie i próby typoszeregu prototypów dużych silników synchronicznych z magnesami trwałymi. „Maszyny Elektryczne – Zeszyty Problemowe” 3/2016.
• [4] Ching-Yin Lee, Wei-Jen Lee, Yen-Nien Wang, Jyh-Cherng Gu: Effects of voltage harmonics on the electrical and mechanical performance of a three-phase induction motor. 1998 IEEE Industrial and Commercial Power Systems Technical Conference, Cat. No. 98CH36202, pp. 88–94.
• [5] Cummings P.G.: Estimating Effect of System Harmonics on Losses and Temperature Rise of Squirrel-Cage Motors. IEEE Transactions on Industry Applications, VOL. IA-22, NO. 6, pp. 1121–1126, 1986.
• [6] Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2-2: Environment – Compatibility levels for low-frequency conducted disturbances and signaling in public low-voltage power supply systems. IEC 61000-2-2:2002.
• [7] Electromagnetic compatibility (EMC) – Part 2-4: Environment – Compatibility levels in industrial plants for low-frequency conducted disturbances. IEC 61000-2-4:2002.
• [8] Lin E., Hu X.: Understanding temperature- dependent demagnetization. “Ansys Advantage” Volume VI, Issue 3, 2012.
• [9] Cook J.G., Moore J.P., Matsumura T., van der Meer M.P.: The Thermal and Electrical Conductivity of Aluminum. Klemens P.G., Chu T.K., Thermal Conductivity 14, Springer Science+Business Media, New York, 1976.
• [10] Matula R.A.: Electrical Resistivity of Copper, Gold, Palladium and Silver. „The Journal of Physical Chemistry” Vol. 8, No. 4, 1979.